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1、物理化学实验报告院系 化学化工学院 班级 化学061班 学号 06066118 姓名 童海港 实验名称 化学电池温度系数的测定 日期 2009.4.9 同组者姓名 王海燕 室温 19.20 气压 101.8kP 成绩 一、 目的和要求1、掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术；2、学会几种电极和盐桥的制备方法；3、通过原电池电动势的测定求算有关热力学函数。二、基本原理1、凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。对定温定压下的可逆电池而言: (rGm)T，P = -nFE （1） （2） （3）式中，F为法拉弟(Farady)常数;n为电极反应式中电子的计量系数;E为电
2、池的电动势。 可逆电池应满足如下条件: 1电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆。 2电池中不允许存在任何不可逆的液接界。 3电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。用电位差计测量电动势也可满足通过电池电流为无限小的条件。2、求电池反应的rGm、rSm、rHm、rGm 设计电池如下: Ag(S)AgCl(S)饱和KCl饱和甘汞电极分别测定电池在各个温度下的电动势，作ET图，从曲线斜率可求得任一温度下的 利用
3、公式（1），（2），（3）即可求得该电池反应的rGm、rSm、rHm。3、仪器、试剂 电位差计 1台 精密稳压电源（或蓄电池） 1台 铂电极 2只 饱和甘汞电极 1只 超级恒温槽 1台 HCl（0.1000molkg-1） 镀银溶液 KCl饱和溶液四、实验步骤（一）、电极的制备 1银电极的制备 将欲镀之银电极两只用细砂纸轻轻打磨至露出新鲜的金属光泽，再用蒸馏水洗净。将欲用的Pt电极浸入稀硝酸溶液片刻，取出用蒸馏水洗净。将洗净的电极分别插入盛有镀银液的U形管中，按图接好线路，控制电流使阳极刚好有少量黄色絮状物出现为宜，电镀30min，得白色紧密的镀银电极。 2Ag-AgCl电极制备 将上面制成的
4、一支银电极用蒸馏水洗净，作为正极，以Pt电极作负极，在约1moldm-3的HCl溶液中电镀，线路同上。控制电流为阴极连续出现少量气体为宜，镀10min，可得呈紫褐色的Ag-AgCl电极，取出用蒸馏水冲洗表面。该电极不用时应保存在KCl溶液中，贮藏于暗处。 （二）、电动势的测定 1 将上述制得得Ag-AgCl电极和Hg-Hg2Cl2电极组合成电池AgAgCl饱和KClHg2Cl2Hg按有关电位差计附录，接好测量电路。2将组合电池至于恒温水浴中，控制电位差计使电流切好为0，读出此时的电势。分别测定19.2、25.5、30.5、35.5、40.5、45.5下的电动势。五、 原始数据温度19.20气压
5、101.8kPT/E1/VE2/VE/V19.20.04232 0.04236 0.04234 25.50.04321 0.04315 0.04318 30.50.04300 0.04302 0.04301 35.50.04500 0.04500 0.04500 40.50.04592 0.04609 0.04601 45.50.04660 0.04690 0.04675 六、数据处理一、计算时遇到电极电位公式(式中t为)如下: （饱和甘汞）=0.24240-7.610-4(t-25) Ag+/AgCl=0.2224-6.4510-4(t-25)二、 由测得原电池的电动势进行以下计算: E/V
6、T/K0.04234 292.20.04318 298.50.04500 308.50.04601 313.50.04675 318.5电池的电动势与热力学温度T作图，并由图上的曲线求取18、25、35三个温度下的E值，再分别计算对应的rGm、rSm、rHm和rGmT/KE/v2910.04252980.04393080.0459 (rGm)T，P = -nFE E/v(rGm)T，P J/mol0.0425-4101.250.0439-4236.350.0459-4429.35rSm=1*96500*0.0002=19.3J.K-1。moL-1rHm/Jmol-1T/K1515.052911
7、515.052981515.05308rGm= -nFE =-4390.75J/mol 三、将计算结果与文献值比较。E =0.0455V七、 思考题一、 电位差计、标准电池、检流计及工作电池各有什么作用?答：电位差计的作用是测量原电池的电势，标准电池的作用是电动势的校准，工作电池的作用是提供电镀的电源，检流计作用是观察电路中的电流并及时调整。二、 参比电极应具备什么条件?它有什么功用?答：在一定条件下，参比电极的电位值是恒定不变的，不受试液组成变化的影响。电极电位的可逆性好、重现性好和稳定性好，易于制作和便于使用。它的功用是提供相对电位标准的电极。三、 若电池的极性接反了有什么后果? 答：在电
8、镀银时电极接反后果是不能在电极上电镀银反而产生氢气，在电镀氯化银接反不能电镀上氯化银反而产生氢气。测量电动势时接反就无法读出电动势的数值。四、盐桥有什么作用?选用作盐桥的物质应有什么原则?答：对于双液电池电动势的测定需用盐桥消除液体接界电势。选择盐桥中电解质的要求是：（1）高浓度（通常是饱和溶液）；（2）电解质正、负离子的迁移速率接近相等；（3）不与电池中的溶液发生反应。通常选作盐桥电解质的是KCl、 NH4NO3和KNO3。八、实验总结（1）实验注意事项： 制备电极时，防止将正负极接错。 严格控制电镀电流。（2） 实验误差来源电流密度控制不好使电极电镀时表面不够平整致密；测量电势时没有使原电池液体温度与水温达到平衡；测量之前电位差计没有校准；（3）实验改进： 由于原电池溶液温度与恒温水浴槽温度传感器有一定距离，显示的温度与原电池溶液温度有误差，建议直接用温度计测量原电池溶液的温度。另外为节约时间可以事先准备好五个恒温水浴并且调节好相应的温度，然后将原电池依次在各恒温水浴中测量电动势。（4） 关于镀银液的配制如果配置100mL镀银液，其配方为AgNO33g、浓氨水7mL、KI60g，其余为蒸馏水。先加AgNO33g、浓氨水再加KI，最后用蒸馏水稀释到刻度。
